جداسازی اسپرم‌های دامی برای تولید رویان های دارای جنسیت مشخص بر اساس روش های جداسازی ایمونولوژیک (ایمنی‌شناسی) و هیدرودینامیکی با همکاری اسمعیل پیش بین و محمد زندی از اعضای هیات علمی این سازمان در حال انجام است.
رییس سازمان پژوهش های علمی و صنعتی در این مورد توضیح داد: توانایی پیش‌انتخاب جنسیت دام از طریق جداکردن اسپرم دارای کروموزوم X و Y برای صنعت پرورش دام اهمیت بسزایی دارد. این قابلیت در برنامه اصلاح دام های ماده به خصوص برای تولید شیر و در نرها برای تولید گوشت و افزایش تعداد دام مورد توجه است. تاکنون تلاش هایی برای جداسازی اسپرم های دارای کروموزوم X و Y با استفاده از روش های مختلف مبتنی بر حجم و تحرک اسپرم، الگوهای شناکردن، مارکرهای سطحی و خواص ایمونولوژیکی مربوطه انجام شده است. اما بسیاری از این روش ها قادر به ایجاد جداسازی معنی دار نبوده یا تکرارپذیر نیست.
حسن زمانیان گفت: جداسازی اسپرم های با کروموزوم X و Y در چند کشور به صورت تجاری برای گاو انجام می شود. این کار عمدتا وابسته به تکنیک فلوسایتومتری (Flow cytometry) از روش‌های سلول‌شناسی یا یاخته‌سنجی است که به بررسی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سلول‌ها یا اجزای مختلف آنها می‌پردازد و دقت آن بیش از ۹۰ درصد است. این روش به دلیل افزایش ۲۰ درصدی سلول های اسپرم مرده یا آسیب دیده به دلیل القای استرس هیدرودینامیکی در فرآیند جداسازی، انکوباسیون با رنگ فلورسنت و مراحل سرد کردن و نگهداری در دماهای پایین قبل از تلقیح باعث کاهش پتانسیل باروری سلول های تفکیک شده می شود. علاوه بر این کاهش میزان استحصال اسپرم های تفکیک شده به حدود دو میلیون اسپرم در هر دوز در مقایسه با دوزهای منی مرتب نشده که معمولاً دارای غلظت حدود ۲۰ میلیون سلول اسپرم هستند سهم عمده ای در محدود کردن استفاده معمول از این روش در دام دارد.
معاون وزیر علوم افزود: اخیرا با پیشرفت در حوزه سیستم های میکروفلوییدیک یا ریزسیال‌شناسی (Microfluidics) از این مفهوم برای انتخاب اسپرم استفاده شده است. سیستم های میکروفلوییدیک به دلیل ویژگی‌هایی که سلول اسپرم در میکروکانال ها از خود نشان می‌دهد، می‌توانند برای جداسازی اسپرم مناسب باشند. این ویژگی‌های اسپرم در میکروکانال‌ها باعث شده انتخاب اسپرم با سیستم های میکروفلوییدیک شبیه به شرایط درون تنی باشد. ویژگی‌های حرکتی و رفتاری اسپرم مانند حرکت نزدیک به سطح میکروکانال، حرکت اسپرم خلاف جهت جریان سیال، پاسخ کموتاکسی و غیره منجر شده است تا بتوان با الهام از این موارد در سیستم های میکروفلوییدیک شرایطی را برای جداسازی اسپرم فراهم کرد.
تاکنون سیستم های میکروفلوییدیک متنوعی برای جداسازی اسپرم‌ها ارائه شده است که به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم می شوند. در روش فعال با استفاده از میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی جداسازی اسپرم انجام می شود. در روش غیرفعال اسپرم‌های متحرک در یک محیط و هندسه خاص با توجه به خاصیت تحرک و پیروی کردن از سطوح میکروکانال، از سایر محتویات نمونه جدا می شوند.
زمانیان با اشاره به اینکه امروزه سیستم های میکروفلوئیدیک مجتمع شده با روش هایی برای آنالیز و جداسازی سلولی استفاده می‌شوند افزود: در این روش از تفاوت در بار غشا (پتانسیل زتا) بین سلول‌های اسپرم حاوی کروموزوم X و Y برای جداسازی و در این مطالعه از یک سیستم میکروفلوئیدیک مبتنی بر روش دی‌الکتروفورز برای جداسازی سلول‌های اسپرم بدون تأثیر بر تحرک و زنده ماندنی آنها استفاده شده است. در طی فرآیند دی الکتروفورز، سلول‌های اسپرم واکنش متفاوتی نشان دادند به گونه ای که اسپرم های دارای کروموزوم X در امتداد تراشه از الکترودها دور شده و اسپرم های دارای کروموزوم Y به سمت الکترودها کشیده شدند.
وی گفت: استفاده از این روش به عوامل مختلف مانند نوع بافر، ولتاژ و فرکانس اعمال شده وابسته است که کارآیی آن را محدود می کند. در روش جداسازی مغناطیسی مبتنی بر سیستم های میکروفلوئیدیک، بر خلاف روش های مبتنی بر ستون می توان از تماس نمونه با مواد سوپرپارامغناطیس جلوگیری کرد. همچنین از مزایای جداسازی سلول با استفاده از این راهبرد می توان به کنترل سیالات در جریان آرام، پارامترهای قابل تنظیم برای جداسازی و کنترل بصری فرآیند جداسازی اشاره کرد. در مطالعه کنونی یک سیستم میکروفلوئیدیک برای جداسازی مغناطیسی اسپرم های دارای کروموزوم X و Y طراحی و بهینه شده است. این عملکرد برای اولین بار با استفاده از نشانگرهای سطحی سلول در سیستم مذکور انجام می شود.
